双电测量法是将直线四探针法的两种测量模式进行如下组合(如图2所示)。
图2 双电测量法原理图
将探针垂直压在被测样品表面上分别进行I14U23和I13U24两种模式测量,测量过程如下:
(1)进行I14U23组合测量:
电流I从探针1→探针4,在探针2、3上测得电压U23+。
电流换向,I从探针4→探针1,在探针2、3上测得电压U23-。
计算正反向测量平均值:U23=(U23++U23-)/2。
(2)进行I13U24组合测量:
电流I从探针1→探针3,在探针2、4上测得电压U24+。
电流换向,I从探针3→探针1,在探针2、4上测得电压U24-。
计算正反向测量平均值:U24=(U24++U24-)/2。(www.daowen.com)
(3)计算(U23/U24)值(以上U23、U24均以mV为单位)。
(4)按以下两公式计算几何修正因子C0。
若1.18<(U23/U24)≤1.38 时,
若1.10≤(U23/U24)≤1.18 时;
(5)使用公式(12)计算方块电阻R□(单位:Ω/□):
(6)若已知样品厚度t,可按下式计算样品电阻率ρ:
其中:R□为方块电阻值,单位为Ω/□;t 为样品厚度,单位为cm(t ≤0.3 cm);s 为探针平均间距,单位为cm;F(t/s) 为厚度修正系数。
(7)计算百分变化率(以测试样品电阻率ρ为例):
上式中:Smax是最大百分变化;Saverage是平均百分变化; ρM、 ρm 分别为测量所得电阻率的最大值和最小值,单位为Ω·cm; ρc 为第1、2 点(圆片中心测量点)的测量平均值,单位为Ω·cm; ρa 为除第1、2 点外其余各点的测量平均值,单位为Ω·cm。若测量样品的方块电阻值,则将(17)、(18)、(19)式中的ρM、 ρm、 ρa、 ρc 分别改成RM、Rm、Ra 和Rc ,其公式意义与ρM、 ρm、 ρa、 ρc 相似。
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